JP4431038B2 - 電気機械式舵取りを備える車両の舵取り補助装置と方法 - Google Patents

Description

この発明は、電気機械式舵取りを備える車両の舵取り補助装置と方法に関する。

車道特性或いは例えばタイヤ摩耗に基づく車両の変更は、車両が片側に進行するように車両の斜め牽引を招き得る。斜め牽引は楽しく隣接する走行状況によって条件付けられることができ、或いは車両の変更に基づいて長期間に直線走行を損ない得る。斜め牽引に反作用させるために、運転手により停止するステアリングモーメントが伝達されなければならない。

ドイツ特許第６９７０５３６５号明細書（特許文献１）から、サーボ舵取りシステム用のステアリング角補正が公知であり、その舵取りシステムによって運転手が車両の直線走行の際に支援される。このために、ステアリング角とステアリングモーメントが調整器に供給される。斜め牽引抑制に反作用させるために調整器はそこから必要な弁調整を伝える。調整器は現実の走行状況の考慮なしに隣接ステアリング角と隣接ステアリングモーメントに反応する。
ドイツ特許第６９７０５３６５号明細書

それ故に、この発明は、車両の可変斜め牽引抑制を補正する電気機械式舵取りを備える車両の舵取り補助装置と方法を創作する技術的問題を基礎としている。

この問題の解決は、請求項１と６の特徴部分を備える対象によって行われる。この発明の他の好ましい構成は従属請求項から明らかになる。

補助角度及び／又は補助モーメントは少なくとも少なくとも長時間補正用の長時間補正値及び／又は短時間補正用の短時間補正値から形成でき、その際にステアリング角度と直線走行との間の差角が検出でき、少なくとも一つの補正値が少なくとも差角に依存して習得でき、そして長時間補正及び／又は短時間補正は走行状況に依存して接続できる及び／又は遮断できる、その際に走行状況はコンピュータ手段で少なくともステアリング角度，ステアリング角速度及び／又は車両速度から算出できる。長時間補正及び短時間補正は、車両の斜め牽引が種々の縁条件の下で回避できる直線走行補正として用いられる。車両の斜め牽引は例えば誤って目盛られたステアリング角センサー、タイヤ摩耗或いは車道勾配によって引き起こされ得る。短時間斜面走行は短時間補正によって補償される。長時間補正は緩慢に進行する斜め牽引を補償するために用いられる。補正値が習得される、即ち長時間補正値と短時間補正値は一定ではなく、むしろ自動的に変更された状況に適合されている。安全性の理由から直線走行補正が多くの車両では僅かな走行速度で且つ小さい差角、例えば１０度の下で接続されている。接続された直線走行補正は走行状況に依存して再び非作動化できる。その場合に短時間補正の作動範囲は大抵の場合に長時間補正の作動範囲よりも僅かである。

別の実施態様では、直線走行は長時間補正値によって描写される。習得された長時間補正値は直線走行の必要な補助角度を再演算する。それ故に、その角度は直線走行の尺度として使用できる。

好ましい実施態様では、ステアリング角速度が閾値を超過するとき及び／又は差角が確定間隔にわたり閾値を超過するときに少なくとも長時間補正が非作動化される。それによって強い低周波数の舵取りハンドル震動における反動及び／又は長く遅れた曲線走行における長時間補正が回避される。

別の実施態様では、長時間補正の補正値が積分器によって伝達され、その場合に積分器の初期値は例えばＥＥＰＲＯＭに記憶される。例えば長時間補正によって習得された直線補正の補正値は適切な記憶媒体に、例えばＥＥＰＲＯＭに納められることができ、遅れた走行のために車両によりもう一度自由になる。それで記憶された及び／又は検出された補正値が直線走行におけるステアリング角の期待値である。直線走行とステアリング角との間の差角は期待値とステアリング角との間の差から算出される。今まで斜め牽引が生じないならば、補正値が零である。一定要因によって補正或いは学習速度が積分にて適合できる。補正値は制限によって限定されている。

別の実施態様では、短時間補正の補正値が積分器によって伝達され、その場合に積分器の初期値は零であり、積分器は少なくとも直線補正の補正値及び／又はステアリング角速度に依存して初期値に設定できる。短時間補正は例えば傾斜道路から直線道路への移行において必要である。それに対して走行状況条件付きステアリング作用において短時間補正は企図されていない。この種のステアリング作用は高い角速度、例えば５００°／ｓ以上に認識される。ステアリング作用によって及び／又は曲線走行後に変更された状況への適合を達成するために、この種の走行状況は開始値における補正値の設定をまねく。

この発明は、次の好ましい実施例に基づいて詳細に説明される。図１は舵取り補助を備える電気機械式舵取りの原理表示を示し、図２は直線走行補正を示す。

図１は、伝動装置１１、２１を介してラック３と連結されている舵取りハンドルとして形成された舵取り手段１とサーボモータ２とを包含する舵取り補助を備える電気機械式舵取りの原理表示を示す。ラック３は図示されていない公知のステアリング結合部を介して舵取り可能に同様に図示されていない車両の舵取り可能な車輪と接続されている。舵取り手段１は回転ロッド１０と伝動装置１１を介してラック３と作用接続されている。舵取り補助のために、補助的にサーボモータ２によってコンピュータユニット４で算出された補助モーメントが伝達される。補助モーメントは車両の走行状況に依存して算出される。走行状況は走行速度ｖ，ステアリング角δ，ステアリング角速度δ’と操縦モーメントτ’によって記載できる。ステアリングモーメントτδ，ステアリング角速度δ’とステアリング角δはセンサー５１−５３によって検出される。走行速度ｖはセンサー５４例えばタコメータによって記録される。ステアリング角速度δ’をステアリング角δからの誘導によって算出することが考慮できる。走行状況のすべての記録された値はコンピュータユニット４に供給される。コンピュータユニット４にはこのデータに基づいて補助モーメントが算出される、例えば舵取り補助が直線走行補正によって算出される。

図２は、長時間補正４１と短時間補正４２とを包含する直線走行補正用のコンピュータユニット４における補正値δ_K の算出を概略的に示す。車両速度が僅かである、例えば車両速度が３５ｋｍ／ｈ以下であることが与えられ得るときにのみ、直線走行補正が作動され得る。

入力値はステアリング角δである。構成要素４１１では算出された長時間補正値δ_LKと隣接ステアリング角δとの間の差△δが形成されている。算出された長時間補正値δ_LKは直線走行における隣接ステアリング角用の期待値である。長時間補正値δ_LKは習得される。学習方法は積分器４１２を包含する。積分器４４２の開始値は例えばより早い補正において習得された補正値である。開始値はメモリー媒体４１２１に、例えばＥＥＰＲＯＭに納められる。長時間補正値δ_LKの算出は、ステアリング角速度δ’が所定作動範囲を超過するとき及び／又は間隔Ｔに関する差△δが長時間補正用の最高作動範囲δ_AKを超過するときに非作動化される。第一の処置によって状況条件付き迅速ステアリング作用の考慮が阻止されて、第二の処置によって習得すべき長時間補正値δ_LKが長く遅れた曲線に基づいて歪曲されることが排除される。構成要素４１３によって長時間補正は作動範囲δ_AKに制限される。一定要因によって長時間補正値δ_LKを習得する学習速度は積分器４１２の使用の下で影響を与えることができる。

短時間補正のために構成要素４２１において長時間補正値δ_LKと短時間補正値δ_KKの間の差△δ₂ が算出される。短時間補正値δ_KKは積分器４２２によって維持され、この場合に短時間補正値δ_KK用の開始値はいつも零になる。短時間補正用の作動範囲は構成要素４２３によって作動範囲δ_AKに制限され、この場合に専らこの範囲で補正が行われる。その際に短時間補正用の作動範囲δ_AKが長時間補正用の作動範囲δ_ALと一致できるけれども、特により僅かな作動範囲を選択すべきである。構成要素４２２１において最高補正値の中断が監視される。この最高補正値が超過されるならば、積分器４２２が元に戻される。短時間補正は変更された走行状況においてすぐに適合すべきである。この理由から積分器４２２はステアリング作用後に元に戻される。ステアリング作用はステアリング角速度δ’によって検出できる。構成要素４２２２においてステアリング角速度δ’の最高値の超過が監視される。算出された補正値δ_K から補助モーメントが誘導でき、そのモーメントによってサーボモータが制御される。けれども、補正値は調整アルゴリズムを介して伝達され得る。

補正角度の代わりに、補正モーメントを習得することが考慮できる。そのほかに、少なくとも一つの積分器４１２、４２２を元へ戻すための他の条件は予め調整できる。例えば、勾配センサーによって傾斜路から平坦路への移行が検出できる。そのほかに車輪回転数測定或いはナビゲーションシステムからの情報が使用できる。構成要素は別々に或いは共通に作動され、積分はソフトウエア技術的に或いはハードウエア技術的に可能である。

舵取り補助を備える電気機械式舵取りの原理表示を示す。 直線出口補正を示す。

符号の説明

１．．．．．舵取り手段
２．．．．．サーボモータ
３．．．．．ラック
４．．．．．コンピュータユニット
１０．．．．．回転ロッド
１１．．．．．伝動装置
１２．．．．．伝動装置
４１．．．．．長時間補正
４２．．．．．短時間補正
５１−５３．．．センサー
４１１．．．．構成要素
４１２．．．．積分器
４１３．．．．積分器
４２１．．．．構成要素
４２２．．．．積分器
４２３．．．．構成要素
４４２．．．．積分器
４１２１．．．メモリー媒体
４１３１．．．構成要素
４１３２．．．構成要素
４２２１．．．構成要素
４２２２．．．構成要素
δ．．．．．ステアリング角
δ’．．．．ステアリング角速度
△δ．．．．差
δ_LK．．．．長時間補正値
δ_KK．．．．短時間補正値
δ_AK．．．．短時間補正用の作動範囲
δ_AL．．．．長時間補正用の作動範囲
ｖ．．．．．走行速度

Claims (8)

1. 舵取り可能な車両車輪が運転手により影響を与え得る舵取り手段（１）並びに電気式サーボモータ（２）と駆動的に接続されており、少なくとも一つのコンピュータ手段（４）には補助角度及び／又は補助モーメントが伝達され、その補助角度及び／又は補助モーメントがサーボモータ（２）を介して伝達され、補助角度（δ _K ）及び／又は補助モーメントは、ステアリング角度（δ）と直線走行との間の差角が検出され、その差角に基づいて算出される少なくとも長時間補正（４１）用の長時間補正値（δ _LK ）及び／又は短時間補正（４２）用の短時間補正値（δ _KK ）から形成され、その際に、少なくとも一つの補正値（δ _LK ，δ _KK ）が少なくとも差角に依存して習得され、そして長時間補正（４１）及び／又は短時間補正（４２）は走行状況に依存して接続される及び／又は遮断される、その際に走行状況はコンピュータ手段（４）にて少なくともステアリング角度（δ），ステアリング角速度（δ’) 及び／又は車両速度（ｖ）から算出されて、電気機械式舵取りを備える車両の舵取り補助装置において、長時間補正（４１）の補正値（δ _LK ）は積分器（４１２）によって検出され、積分器（４１２）の初期値がメモリー媒体（４１２１）に記憶されることを特徴とする装置。
2. 長時間補正値（δ _LK ）は直線走行用の必要な補助角度に反映されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 少なくとも一つの構成要素（４１３１，４１４２）においてステアリング角速度（δ’) の閾値及び／又は差角の閾値が確定間隔にわたり超過されるときに、少なくとも長時間補正（４１）が非作動化されることを特徴とする請求項１或いは請求項２に記載の装置。
4. 短時間補正（４２）の補正値（δ_KK）は別の積分器（４２２）によって検出され、その際にこの積分器（４２２）の初期値が零であり、この積分器（４２２）は少なくとも補助角度（δ_K ）及び／又はステアリング角速度（δ’) に依存して初期値である零に設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の装置。
5. 舵取り可能な車両車輪が運転手により影響を与え得る舵取り手段（１）並びに電気式サーボモータ（２）と駆動的に接続されており、少なくとも一つのコンピュータ手段（４）には補助角度及び／又は補助モーメントが伝達され、その補助角度及び／又は補助モーメントがサーボモータ（２）を介して伝達され、補助角度（δ _K ）及び／又は補助モーメントは、ステアリング角度（δ）と直線走行との間の差角が検出され、その差角に基づいて算出される少なくとも長時間補正（４１）用の長時間補正値（δ _LK ）及び／又は短時間補正（４２）用の短時間補正値（δ _KK ）から形成され、その際に少なくとも一つの補正値（δ _LK ，δ _KK ）が少なくとも差角に依存して習得され、そして長時間補正（４１）及び／又は短時間補正（４２）は走行状況に依存して接続される及び／又は遮断される、その際に走行状況はコンピュータ手段（４）にて少なくともステアリング角度（δ），ステアリング角速度（δ’) 及び／又は車両速度（ｖ）から算出されて、電気機械式舵取りを備える車両の舵取り補助方法において、長時間補正（４１）の補正値（δ _LK ）は積分器（４１２）によって検出され、積分器（４１２）の初期値がメモリー媒体（４１２１）に記録されることを特徴とする方法。
6. 長時間補正値（δ _LK ）は直線走行用の必要な補助角度に反映されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 少なくとも一つの構成要素（４１３１，４１４２）においてステアリング角速度（δ’) の閾値及び／又は差角の閾値が確定間隔にわたり超過されるときに、少なくとも長時間補正（４１）が非作動化されることを特徴とする請求項５或いは請求項６に記載の方法。
8. 短時間補正（４２）の補正値（δ_KK）は別の積分器（４２２）によって検出され、その際にこの積分器（４２２）の初期値が零であり、この積分器（４２２）は少なくとも補助角度（δ_K ）及び／又はステアリング角速度（δ’) に依存して初期値である零に設定されることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の方法。

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